不产毒素的脆弱拟杆菌如何促肠癌？国内团队Nature子刊揭示机制

02月17日的《热心肠日报》，我们解读了 11 篇文献，关注：脆弱拟杆菌，生命早期，儿童发育不良，方法学，菌群药物，肠-心轴，植物菌群，生信，FMT。 ​​

Nature子刊：脆弱拟杆菌的胆盐水解酶或可促进结直肠癌发展

Nature Communications——[17.694]

① 超重结直肠癌（CRC）患者及高脂肪饮食诱导CRC小鼠粪便中表达胆盐水解酶（BSH）的拟杆菌丰度增加；② 产BSH拟杆菌的定植可增加结肠未结合胆汁酸含量，异常激活WNT通路并促进CRC进展；③ BSH在脆弱拟杆菌中的过表达促进胆汁酸逃逸到结肠，激活WNT信号通路及G蛋白偶联胆汁酸受体以提高CCL28的表达；④ BSH过表达激活β-catenin/CCL28轴，诱导免疫抑制性Treg细胞积累，加剧CRC；⑤ BSH抑制剂C7可阻断β-catenin/CCL28轴、加强抗肿瘤反应以减轻CRC。

【主编评语】

产肠毒素的脆弱拟杆菌（ETBF）被认为是结直肠癌（CRC）的主要微生物驱动因素之一，然而相比健康对照人群，CRC患者体内脆弱拟杆菌肠毒素的编码基因含量并未发生变化。有趣的是，不产肠毒素的脆弱拟杆菌（NTBF）在息肉粘膜中大量存在，似乎也与CRC发生发展相关。在NTBF中，胆盐水解酶（BSH）被认为是治疗代谢紊乱的有效靶点，但其在结肠肿瘤中的作用仍然未知。北京大学第三医院张志鹏团队与合作者，近期Nature Communications发表最新研究文章，揭示NTBF的BSH在结肠肿瘤发生中的促癌作用，并将BSH认定为CRC的潜在治疗靶点。（@RZN）

【原文信息】

Bile salt hydrolase in non-enterotoxigenic Bacteroides potentiates colorectal cancer

2023-02-10, doi: 10.1038/s41467-023-36089-9

Nature子刊：调理肠道菌群或可改善儿童发育不良

Nature Communications——[17.694]

① 分析335名津巴布韦农村儿童从1-18个月生命早期粪便菌群的演化和成熟情况；② 早期生命的肠道菌群经历程序化组装，对旨在改善线性生长随机干预措施无反应；③ 母体感染艾滋病，其未感染孩子的早期肠道菌群出现过于多样化和过度成熟，同时双歧杆菌丰度降低，氨基酸合成途径耗尽；④ 肠道菌群的分类学特征对儿童发育的预测能力差，而功能性宏基因组特征，尤其是B族维生素和核苷酸生物合成途径可适度预测生命前18个月的线性体重增长和生长速度。

【主编评语】

发育迟缓影响全球五分之一的儿童，且与更高的传染性发病率、死亡率和神经发育缺陷相关。最近的证据表明，早期肠道微生物组通过免疫、代谢和内分泌途径影响儿童的生长。Nature Communications近期发表的文章，对335名津巴布韦农村儿童从1-18个月的肠道菌群进行全基因组测序分析，这些儿童参加卫生设施、卫生、婴儿营养功效试验（SHINE；NCT01824940），这是一项改善水、卫生设施和卫生（WASH）以及婴幼儿喂养（IYCF）的随机试验。发现生命早期的肠道菌群是程序化的成熟过程，不受随机干预措施的影响。利用功能性宏基因组特征可对儿童的生长进行预测，这提示我们针对婴儿肠道菌群的干预措施可能是对抗儿童发育不良的新方案。（@章台柳）

【原文信息】

The gut microbiome and early-life growth in a population with high prevalence of stunting

2023-02-14, doi: 10.1038/s41467-023-36135-6

Cell子刊：婴儿早期体重或与肠道真菌有关

Cell Reports Medicine——[16.988]

① 评估了加拿大健康婴儿纵向发展队列研究中的100名婴儿肠道真菌与其出生5年间的体重指数Z评分（(BMIz）的相关性；② 真菌α多样性和丰度在3-12个月呈现整体下降，酵母、红酵母和马拉色菌丰度与不同时期BMIz相关；③ 真菌丰富度模式与早期BMIz的关联受母亲BMI、饮食、婴儿抗生素暴露和细菌多样性影响，但不依赖于性别；④ 生命第一年多种特定真菌类群的丰度与BMIz显著相关，且肠道真菌群与儿童BMIz间的关联取决于肠道微生物群的组成。

【主编评语】

与细菌微生物组不同，早期肠道真菌在宿主代谢和儿童肥胖发展中的作用仍然不明确。近日，加拿大卡尔加里大学研究人在Cell Reports Medicine发表最新研究，评估了加拿大健康婴儿纵向发展队列中的100名婴儿肠道真菌与其出生5年间的体重指数Z评分（(BMIz）的相关性，发现生命早期和母体因素可能会共同影响生命前5年的生长动态，且与真菌群落的成熟模式和特定的真菌分类有关。总之，该研究表明肠道真菌可能对儿童早期发育产生重要影响，也强调未来需要更多研究重点关注肠道真菌在生命早期对人类健康的作用。（@九卿臣）

【原文信息】

Maturational patterns of the infant gut mycobiome are associated with early-life body mass index

2023-02-02, doi: 10.1016/j.xcrm.2023.100928

Nature子刊：新方法识别肠道细菌消耗何种聚糖

Nature Communications——[17.694]

① 用荧光连接的寡糖去代谢标记与荧光活化细胞分选结合，然后进行扩增子测序或培养组学从健康人体志愿者中识别并分离出摄入不同聚糖的肠道细菌；② 结果可显示出各种分类群的代谢标记，如普雷沃氏菌属 、柯林斯菌和劳特氏菌；③ 体外实验证实了大多数（但不是所有）标记物种消耗生长所需聚糖的能力；④ 跨越三个主要门的聚糖消费者可从分选的标记细胞培养物中分离出来；⑤ 将细菌与其消耗的聚糖联系起来，可增加我们对肠道细菌聚糖代谢的理解。

【主编评语】

Nature Communications近期发表的文章，研发出一种新方法，可将摄入不同聚糖的肠道细菌进行分离，将细菌与其消耗的聚糖联系起来以便深入理解肠道细菌的聚糖代谢。聚糖可用于控制肠道菌群的组成，利用这种方法深入了解益生元的作用机制，以便后续开发。（@章台柳）

【原文信息】

Identifying glycan consumers in human gut microbiota samples using metabolic labeling coupled with fluorescence-activated cell sorting

2023-02-07, doi: 10.1038/s41467-023-36365-8

JAMA子刊：SER-109治疗后，复发性艰难梭菌感染患者的复发率较低

JAMA Network Open——[13.353]

① 纳入263名复发性CDI患者（平均64岁、女性68.4%、29.3%首次复发），抗生素治疗且缓解缓解后，每日口服4粒SER-109胶囊，持续3天，随访24周；② 53.6%的患者出现不良事件，大多为轻中度胃肠道事件；③ 3%的患者死亡，12.5%的患者出现严重不良事件，但与治疗无关；④ 患者在第8、24周的CDI复发率较低（8.7%和13.7%）；⑤ 65岁以下及以上患者的复发率分别为4.0%及13.1%，根据PCR检测或毒素检测确诊的患者的复发率分别为4.3%及10.4%。

【主编评语】

SER-109是一种由厚壁菌门的芽孢组成的口服微生物制剂。JAMA Network Open上发表的一项3期临床试验结果，263名复发性艰难梭菌感染（CDI）患者每日口服4粒SER-109胶囊，持续干预3天，治疗8周及24周后的复发率分别为8.7%及13.7%，且安全性良好。（@aluba）

【原文信息】

Safety and Tolerability of SER-109 as an Investigational Microbiome Therapeutic in Adults With Recurrent Clostridioides difficile Infection - A Phase 3, Open-Label, Single-Arm Trial

2023-02-13, doi: 10.1001/jamanetworkopen.2022.55758

南京鼓楼医院：肠-心轴如何影响心梗后心脏损伤程度

Cardiovascular Research——[13.081]

① 与健康人相比，心梗患者血清中连蛋白和LPS水平升高，反映出肠道通透性和肠菌易位增加，导致更严重的炎症和心肌缺血/再灌注（I/R）后心脏损伤；② 与假手术对照相比，小鼠心脏I/R损伤引发肠菌紊乱，肠屏障受损，导致肠菌及代谢物的肠外易位；③ 抗生素可抑制肠菌易位，降低小鼠I/R损伤后炎症因子水平并减少髓系细胞的动员从而减轻心肌损伤；④ I/R小鼠注射GLP-2可扭转肠菌紊乱，恢复肠屏障功能，减少肠菌易位，减轻全身炎症而缓解心肌损伤。

【主编评语】

有研究表明，实验性心梗模型中，清除肠道菌群可影响心梗后的心脏炎症和疾病进程。另外，S-T抬高型心梗患者血液中脂多糖和细菌核糖体DNA水平升高并与不良预后相关。然而，肠道菌群与心脏间的相互作用尚不完清楚，肠菌在心肌缺血/再灌注（I/R）模型中的变化和产生的影响还有待阐明。南京大学医学院附属鼓楼医院谢峻、徐标团队近日在Cardiovascular Research发表研究文章，发现心肌I/R损伤中存在双向的心脏-肠-肠道菌群轴，通过调节炎症影响I/R损伤程度，提示靶向肠道菌群或是减轻心肌I/R损伤的潜在治疗策略。（@芥末）

【原文信息】

Heart-gut-microbiota communication determines the severity of cardiac injury after myocardial ischemia/reperfusion

2023-01-30, doi: 10.1093/cvr/cvad023

韦中团队：根际噬菌体组如何调控土壤青枯菌生物障碍的发生？

Microbiome——[16.837]

① 通过对田间番茄根际土壤重复取样，发现健康和患病的根际菌群拥有不同的噬菌体群落；② 健康植物与独特的噬菌体群落有关，含较高丰度的青枯病菌噬菌体，对枯萎病菌密度有强烈的自上而下的调控作用；③ 共发生分析发现噬菌体可通过压制土著细菌，尤其是那些潜在的病原菌抑制者而加重青枯菌生物障碍的发生；④ 室内和盆栽实验验证了专性噬菌体对青枯菌障碍消减的影响，发现噬菌体可通过靶向侵染有益土著细菌，间接促进土壤青枯菌生物障碍发生。

【主编评语】

细菌病毒/噬菌体，在陆地生态系统的营养物质周转和细菌裂解中起着关键作用。虽然噬菌体在土壤中很丰富，但它们对植物病原体和根际细菌群落的影响却不甚了解。近日，南京农业大学韦中及团队在Microbiome发表最新研究，结合噬菌体组、宏基因组、培养组等多组学方法，发现土壤抑制性可能是由根际噬箘体群落驱动的，根际噬箘体群落可以调节R. solanacearum的密度和与病原体抑制细菌的干扰竞争的强度，进而揭示了根际病原菌青枯菌专性噬菌体和土著细菌噬菌体介导土壤青枯菌生物障碍发生的微生态机制。总之，该研究为利用噬菌体消减土壤青枯菌生物障碍提供了新的理论基础，值得关注。（@九卿臣）

【原文信息】

Rhizosphere phage communities drive soil suppressiveness to bacterial wilt disease

2023-02-01, doi: 10.1186/s40168-023-01463-8

郝格非+韦中等：一文读懂植物微生物群介导的长距离信号转导（综述）

Trends in Microbiology——[18.23]

① 植物与根/叶际微生物群互作会促进其面对各种生物和非生物胁迫，增强自身生存能力；② 根际微生物群主要来源于土壤微生物，能增强其对干旱、污染及病原体暴露等影响，叶际微生物群来源于植物和环境微生物，可抑制病原体感染实现生态稳定和环境安全；③ 植物长距离信号转导可通过一系列可移动分子（如蛋白质、代谢物和植物激素）介导；④ 微生物以各种方式在不同器官定植促进植物生长，不同器官间分子交流也可通过微生物与植物互作来启动。

【主编评语】

植物调节生理反应是基于它们感知环境信号的内在能力，以及通过与植物共生微生物的直接互作。近日，南京农业大学韦中、贵州大学郝格非及Mo-Xian Chen在Trends in Microbiology发表最新综述，详细总结了由共生微生物群介导的植物内长距离信号传导机制，并列举了参与信号转导的生物学靶点和代谢产物，为进一步开发新型化学物质来调控植物微生物组及植物环境适应能力奠定了理论基础，值得关注。（@九卿臣）

【原文信息】

Microbiome-mediated signal transduction within the plant holobiont

2023-01-24, doi: 10.1016/j.tim.2022.12.005

Science：诱导植物根瘤共生信号传导的核心受体复合物被识别？

Science——[63.714]

① 开发了一种纳米抗体合成法以驱动细胞表面受体组装和激活，通过操纵植物与固氮菌共生受体发挥作用；② 确定Lotus japonicus的Nod因子受体NFR1和5构成了核心受体复合体，启动皮层根瘤器官发生程序及控制感染的表皮层程序；③ 发现器官形成信号由细胞内激酶结构域介导，感染则需功能性的外延结构域；④ 通过进化距离较远的大麦受体激活根瘤器官发生可使生物固氮工程进入谷类，在谷物大麦中受体不形成共生固氮根瘤，但能支持Lotus根瘤器官形成。

【主编评语】

在豆科植物-根瘤菌共生中，豆科植物可为根瘤菌提供合适的固氮环境及生长所须的碳水化合物；作为回报，根瘤菌会将氮气转变成含氮化合物，满足豆科植物对氮元素的需求。而大多数其他植物则依赖外部提供或收集氮。多项研究发现活细胞会不断监测其环境以整合变化，并与邻近细胞和微生物沟通。但对于探索受体如何在协调下游反应的信号复合体中组装和发挥作用，仍未被充分揭示。近日，丹麦奥胡斯大学研究人员在Science发表最新研究，通过开发纳米抗体合成法以驱动细胞表面受体组装和激活，进而操纵植物与固氮菌共生受体发挥作用，发现器官发生信号是由细胞内激酶结构域介导的，而感染则需要功能性外结构域。此外，还确定进化较远的大麦受体可激活根结节的器官发生，促使生物固氮工程进入谷物。（@九卿臣）

【原文信息】

Nanobody-driven signaling reveals the core receptor complex in root nodule symbiosis

2023-01-19, doi: 10.1126/science.ade9204

鞠峰团队：剔除重复数据可提高宏基因组组装和分箱效率

Microbiology spectrum——[9.043]

① 宏基因组测序文库构建时引入的重复序列会影响后续组装和分箱；② 通过改进重叠群长度和覆盖率开发去重分析，对五种典型数据（即人类肠道、生物反应器污泥、地表水、湖泊沉积物和森林土壤）进行评估；③ 剔除重复序列可有效提高大多数高复杂性数据集的分箱产量（3.5%到80%），但略微降低了人肠道等复杂度较低样本的分箱产量；④ 剔除重复数据也可有效节约了组装过程中的运行时间（从9.0%至29.9%）和最大内存占用（4.3%至37.1%）等计算成本。

【主编评语】

宏基因组测序文库构建时引入的重复序列不仅会给定量分析带来偏差，而且还会导致覆盖剖面的错误，给宏基因组组装和分箱带来不良影响甚至失败，但这个问题很少被注意到，而且它对下游基本生物信息学过程的影响仍然不清楚。近日，西湖大学鞠峰及团队在Microbiology spectrum发表最新研究，基于五种典型数据（即人类肠道、生物反应器污泥、地表水、湖泊沉积物和森林土壤），发现剔除重复数据有助于提高组装和分箱的效率，还可节约计算成本。总之，该研究为微生物组研究中更经济高效的宏基因组分析提供了经验参考。（@九卿臣）

【原文信息】

Deduplication Improves Cost-Efficiency and Yields of De Novo Assembly and Binning of Shotgun Metagenomes in Microbiome Research

2023-02-06, doi: 10.1128/spectrum.04282-22

iMeta：马永慧等探究捐菌者对肠菌移植的伦理认知和态度

iMeta——[N/A]

① 捐菌者的参与是确保人体菌群研究顺利进行和肠菌移植（Fecal microbiota transplantation，FMT）技术成功开展的关键因素之一；② 中国捐献者对于粪菌移植及其相关风险的认知和了解仍较低；③ 风险和隐私、知情同意、污名化、所有权是肠道微生物捐献中最具挑战性的伦理和社会问题；④ 需要采取有效的隐私保护措施、提高伦理意识、公众参与和伦理监管，以确保肠菌捐献者的顺利招募以及FMT的健康发展。

【主编评语】

厦门大学马永慧团队近期在iMeta发表研究，发现在肠菌移植中，大多数捐菌者仍然没有充分意识到与捐献肠菌相关的风险，特别是隐私泄露风险。捐献肠菌会引发污名化、隐私权等伦理风险，需要提高研究人员的伦理意识，提升民众对生物科学研究的知情权与参与能力，保护公众和个体的利益不被侵犯。（@刘永鑫-农科院-宏基因组）

【原文信息】

Donors' experiences and attitudes of fecal microbiota transplantation: An empirical bioethics study from China

2022-11-21, doi: 10.1002/imt2.62

感谢本期日报的创作者：XLyasby，Zzz，Sunflower，WK红叶，九卿臣，往、昔℡，刘永鑫-农科院-宏基因组

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